[发明专利]一种弥散强化型散热铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金技术领域，尤其涉及一种弥散强化型散热铝合金及其制备方法。

背景技术

纯金属材料中，Al是热导率仅次于Ag、Cu和Au的金属元素，与Ag、Cu和Au相比，Al不仅重量轻、而且价格相对较低，是生产散热器件的优选元素。但是纯铝的强度和硬度低，加工性能差，因此大多情况下不制备纯铝散热器件。为了改善纯铝散热器件比强度低的问题，提高其加工性能，往往在铝中添加一定量的其他元素，掺杂了其他元素的铝合金材料具有高的比强度、且其加工性能好，能有效地解决纯铝制备散热器件产生的问题，同时铝合金性价比高，适合大规模使用，所以目前一般的散热器件都采用铝合金材料制成。

目前，市场上有不同合金元素组成的铝合金材料，随着合金技术的发展，铝合金的强度、硬度和加工性能都得到了不同程度的改善，但是由于很多常用合金元素，例如：Si、Mg、Zn、Mn、Cu、Sn、Ni等，室温下在Al中均有一定的固溶度，因此就导致了严重的晶格畸变，从而大大降低了铝合金的热导率，导致铝合金散热效果变差。可见，传统工艺制备的铝合金散热材料，高比强度和高热导率往往是一对难以调和的矛盾，因此研究开发高热导率、高比强度、高性价比的散热铝合金材料具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种热导率、比强度和性价比均较高的弥散强化型散热铝合金，旨在解决高比强度和高热导率难以调和的技术问题。

本发明的另一目的是提供一种具有高热导率、高比强度、工艺简单易控且成本低的弥散强化型散热铝合金的制备方法。

本发明实施例是这样实现的，一种弥散强化型散热铝合金，以铝合金重量为100%计，包括Al和如下的重量百分含量的元素：

其中，所述Fe、Ba、B、Cd、Ce、Co、Mo的重量百分含量不同时为0。

以及，一种弥散强化型散热铝合金的制备方法，包括以下步骤：

按照上述铝合金的配方分别称取各组分原料；

将称取的所述原料进行加热处理得到合金液，除杂后将合金液浇注成型得到铸锭；

将所述铸锭在200～450℃保温0.5～10h后，经冷却处理得到弥散强化型散热铝合金。

本发明提供的弥散强化型散热铝合金，选用Fe、Ba、B、Cd、Ce、Co、Mo作为合金元素，在制备过程中，在680～850℃高温条件下，该合金元素能全部溶解于Al基体中，在室温下该合金元素在Al基体中不固溶或者是固溶度小于0.1wt.%，从而使得该弥散强化型散热铝合金具有热导率高、散热功能好和强度高的优点，适合用于散热领域、特别是LED散热器的应用。

本发明提供的一种弥散强化型散热铝合金的制备方法，该方法在对合金元素进行共混高温加热处理且浇注成型后，不直接将铸锭快速冷却至室温，而是通过在高温处理0.5～10h的方法制备铝合金。该方法中，铸锭通过后续的高温（200～450℃）保温时效处理后，合金元素从Al基体中直接析出或者是与Al形成化合物间接析出，析出物与Al基体形成冶金混合，从而晶格畸变得到大大缓解甚至消失，铝合金的热导率提高，散热效果增强，同时析出物对Al基体亦实现了弥散强化，使得铝合金的比强度和加工性能得以提升。且该方法工艺简单易控、成本低，适合用于LED散热器和其它领域散热产品的制备。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。